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化学竞赛(高一)(校本教材)


化学竞赛(高一)
喻华 编著

(校本教材)

上 海 市 洋 泾 中 学





化学竞赛活动,对学生来说,可以拓宽视野,激发学习化学的兴趣,培养科学的思维方法和分析解决问 题的能力;对教师而言,通过化学竞赛,可以激发老师不断完善自我,全方位提高自身素质,做到有

研究的 教学,重视基础,重视学生群体发展,重视学生个性特长发展,大力推进素质教育,促进高一化学教学质量 大面积的提高。

本教材就是为了适应高一化学竞赛活动辅导而编写的。书的内容分三部分。第一部分为基础知识。因为 高一学生所学化学知识教少,一开始还不能进行专题训练,必须把高一高二的基础知识给学生快速上一遍。 第二部分为能力培养,特点是以培养观察能力、思维能力和自学能力为主线,突出启迪思维,指导学习方法, 开拓解题思路,以求增强学生分析解决问题的能力。第三部分是化学实验,培养学生的动手能力。

第一部分 基础知识
第一章 物质的量

第一节 物质的量 第二节 气体摩尔体积 第三节 物质的量浓度 第二章 卤素

第一节 氯气 第二节 卤族元素 第三节 物质的量应用于化学方程式的计算

第三章

氧族元素

第一节 氧族元素 第二节 二氧化硫

第三节 硫酸 第四节 环境保护 第四章 氮族元素

第五章

碳族元素

第六章

碱金属

第一节 钠 第二节 钠的化合物 第三节 碱金属元素

第七章 镁 铁 铝 第八章 物质结构 元素周期律 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第九章 原子结构 元素周期律 元素周期表 化学键 非极性分子和极性分子 化学反应及其能量变化

第一节 氧化还原反应 第二节 离子反应 第三节 化学反应中的能量变化

第二部分
第一章 第二章 第三章

能力培养

观察能力 思维能力 自学能力

第三部分

学生实验

第四部分

化学计算

选做实验一 趣味实验 选做实验二 制取蒸馏水 选做实验三 天然水的净化 选做实验四 海带成分中碘的检验 选做实验五 阿伏加德罗常数的测定

附录 I 附录 II

相对原子质量表 部分酸、碱和盐的溶解性表(20 ?C)

附录 III 元素周期表

第二章 一、知识点

卤族元素

卤族元素主要是指 F、Cl、Br、I 等几种元素,即元素周期表中第七主族元素,这些元素 的原子结构特征是最外层电子层有 7 个电子,内层电子均饱和,这是一族典型的非金属元素,并随 核电荷数的递增,电子层数的增加, 其非金属性依次减弱。

二、例题精选
例 1 .新制氯水中有 Cl2 HClO H2O 分子和 H Cl ClO OH 离子,若向氯水中加入食盐晶体,溶液的 PH 值将增大; 若要增加氯水中 ClO 的浓度,可以加入含 OH 离子的物质, 若要增加氯水中 HClO 的浓度,可加入 CaCO3 Cl2+H2O == H+ + Cl- +HClO ① HClO == H+ + ClO - ② H2O == H+ + OH- ③ 酸性强弱关系:HCl>H2CO3>HClO
+ -

例 2 :G,Q,X,Y,Z 均为氯的含氧化合物,我们不了解它们的分子式(或化学式),但知道在一定条件 下发生氧化还原反应时具有如下转化关系(未配平) 电解

①G─→Q+NaCl

②Q+H2O──→X+H2 ④Z+NaOH─→Q+X+H2O

③Y+NaOH──→G+Q+H2O

这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为: (B)

(A) Q,G,Z,X,Y (B) G,Y,Q,Z,X
分析:① G─→Q+ NaCl
电解

(C) G,Y,Z,Q,X (D) Z,X,G,Y,Q

Q>G

② Q+H2O─→X+H2

X>Q Q>Y>G X>Z>Q G<Y<Q<Z<X

③ Y+NaOH─→G+Q+H2O ④ Z+NaOH─→Q+X+H2O

例 3:不同卤原子之间能形成卤素互化物,其通式可表达为 XX’n,(n=1,3,5,7)。 这种互化物大多数不稳定,易发生水解,如果 BrFn 跟水反应时物质的量之比为 3:5,生成溴 酸、氢氟酸、 单质溴和氧气,则下列叙述正确的是: (A) 此卤素互化物的分子式为 BrF3 (B) 此卤素互化物的分子式为 BrF5 (C) 每摩尔 BrFn 跟水完全反应可生成等物质的量的 Br2 和 O2 (D) BrFn 的许多性质类似于卤素单质,有强还原性 分析:3BrFn+5H2O = HBrO3+3nHF+Br2+O2 1+3n = 10 n = 3

例 4:0.31g 磷与 Cl2 完全反应生成 PClx 和 PCly 的混合物,已知 PClx 和 PCly 的物质的量之比为 2:3,将此混合物全部溶于水配成 500ml 溶液,取此溶液 10ml 与足量的 AgNO3 溶液反应,得到 120.54mgAgCl 沉淀,求 X、Y 的值。

解: nP= =0.01mol PClx:0.01mol×2/5=0.004mol

PCly:0.01mol×3/5=0.006mol

由氯原子守恒即 PClx 和 PCly 中 Cl 原子的物质的量等于 AgCl 中 Cl 的物质的量 得 0.004xmol+0.006ymol= =0.042mol

-

化简得 2X+3Y=21,其中 X,Y 必须为正整数。 讨论: X 1 19/3 不合理 2 3 X=3 Y=5 答:在化学式 PClx 和 PCly 中,x 等于 3,y 等于 5 17/3 5 合 理 Y

三、思考题:

1.实验室制取氯气的化学方程式是___________________________,因为氯气___________而不 能散放在空气中,多余的 Cl2 一般用__________来吸收,反应的化学方程式为 ______________________________________

2.溴化碘的化学性质类似于卤素单质,它与水反应的化学方程式为 IBr+H2O=HBr+HIO , 下列有 关 IBr 的叙述不正确的是( ) (A) IBr 是共价化合物 (B) 在很多反应中 IBr 是强氧化剂 (C) IBr 与水反应时既不作氧化剂也不作还原剂 (D) IBr 跟 NaOH 稀溶液反应生成 NaI,NaBrO 和 H2O

3.在密闭容器中盛有 H2,O2,Cl2 混和气体,用电火花引爆, 这三种气体正好完全反应,冷却至室温 后所得溶液的浓度为 25.62%, 则容器中原有 H2,O2、Cl2 的物质的量之比为( ) (A)6:3:1 (B)9:6:1 (C)10:6:1 (D) 13:6:1

4.SCN 离子与 Cl 、Br 、I 等卤素离子性质相似,都可以和 AgNO3 溶液反应生成沉淀,利用这个性 质,可以测定 NaBr 和 NaCl 混合物的组成,现称取样品 0.3675g,溶于水后加入 0.2000mol/L AgNO3 溶液 30.00mL, 再加入少量的 Fe 溶液作指示剂,然后用 0.1000mol/L 的 NH4SCN 溶液去滴定过量 的 Ag ,当滴至溶液显红色时即到达终点, 这时共用去 NH4SCN 溶液 20.00mL ?写出滴定时 SCN 与 Ag 和 Fe
+ 3+ + 3+

-

-

-

-

反应的离子方程式

?计算样品中 NaCl 和 NaBr 的物质的量之比。

第三章
一、知识点

氧族元素

氧族元素为元素周期表中第ⅥA 族元素,包括 O、S、Se、Te、Po 等元素,其 原子结构特征是最外层电子层均含有 6 个电子,内层电子数均饱和,体现出较强的非 金属性,且随核电荷数的增加,原子半径的增大, 其非金属性依次减弱而金属性逐渐 增强。中学化学中重点研究了硫及其化合物的有关知识,其知识结构体系如下:

二、范例剖析: 例 1:在下列变化中硫酸显示什么性质或起什么作用? ?固体 NaCl 与浓硫酸共热制 HCl 高沸点难挥发性和酸性

?铜片跟浓硫酸在加热条件下反应 强氧化性和酸性

?利用硫酸除去金属表面的氧化物 酸性

?浓硫酸与碳加热反应 强氧化性 ?浓硫酸与蔗糖混和,蔗糖变黑且放出刺激性气体 脱水性和强氧化性

?浓硫酸使铁、铝钝化 强氧化性

?乙酸、乙醇与浓硫酸混和制乙酸乙酯 作脱水剂和催化剂 ?苯与浓硫酸共热制苯磺酸 作磺化剂

例 2:下列实验中溶液的 PH 值的变化曲线与右图相符的是(B) (A) 向 H2S 饱和溶液中通入过量的 SO2

(B) 向 H2SO3 饱和溶液中通入过量的 H2S (C) 向澄清石灰水中通入过量的 CO2 (D) 向 MgCl2 ,AlCl3 的混和液中加入过量的 NaOH 溶液 分析:本题中图像主要有两个特征:(1)PH 值先增大后减小最终不变(2)起始状态的 PH 值小于最终状态的 PH 值 (A) 2H2S+ SO2 =3S? +2H2O (B) H2SO3 + 2H2S =3S? +3H2O (C) Ca(OH)2+ CO2 =CaCO3? + H2O CO2+H2O = H2CO3 (D)MgCl2 +2NaOH =Mg(OH)2? +2NaCl Al(OH)3 +NaOH= NaAlO2 +2H2O 例 3:将 H2S 和 O2 的混合气体在 120℃温度下,装入密闭容器中,在高温下使之燃烧,已 知全部 H2S 和 O2 都参加了反应,反应后容器内恢复到 120℃时,测得压强为反应前的 3/4,则原混和气体中 H2S 和 O2 的物质的量之比为:( A ) A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.3:2 AlCl3 +3NaOH=Al(OH)3? +3NaCl CaCO3 + H2O +CO2=Ca(HCO3)2 SO2 +H2O= H2SO3

分析:2H2S+O2=2S+2H2O 压强为原来的 2/3

2H2S+3O2= 2SO2+2H2O 压强为原来的 4/5 因为 2/3<3/4<4/5,所以生成物为 S、SO2 和 H2O 设硫化氢的物质的量为 a,氧气的物质的量为 b。

则可得: 得 a=b 所以 a:b=1:1

例 4:将一定量的 H2S 气体缓慢通入 300mL0.4mol/L 的 NaOH 溶液中, 然后在减压低温 条件下蒸干,得到 5.36g 固体(不含有结晶水 ) 通过计算判断固体的组成及各组成的 物质的量。 解:原 NaOH 的物质的量为 0.350.4=0.12mol 则原 NaOH 溶质的质量为 0.12540=4.8g 若 NaOH 全部反应转化 Na2S,则其质量为 0.12578/2=4.86g 若 NaOH 全部反应转化 NaHS,则其质量为 0.12556=6.72g 由于 4.86g<5.36g<6.72g,说明所得固体为 Na2S 与 NaHS 的混合物。 设 Na2S 与 NaHS 的物质的量分别为 X 与 Y 由钠离子守恒得:2X+Y=0.12?(1) 由质量关系得:78X+56Y=5.36?(2) 解(1)(2)得 X=0.04mol 即 Na2S 为 3.12g Y=0.04mol 即 NaHS 为 2.24g

总结: 一、根据 S 的化合价的高低,判断其氧化性或还原性 -2 0 +4 H2S S SO2 具有还原性 既有氧化性又有还原性 +6 H2SO4 具有氧化性

二、H2S 1.臭蛋味 毒性 2.可燃性 (可能有三种情况) 3.还原性: 能被多种氧化剂氧化如:KMnO4、H2SO4(浓)、HNO3(浓稀)、SO2、Cl2、Br2、I2、

Fe 等 三、SO2 1.具有酸性氧化物的通性(三个通性) 2.氧化性 3.还原性 4.漂白作用

3+

四、H2SO4 1.稀 H2SO4 具有酸的通性(五个通性) 2.浓 H2SO4 的特性;①吸水性 ②脱水性 ③强氧化性 ④参与某些有机化学反应 3.H2SO4 的工业制法三个过程 三步反应 三种典型设备

三、思考题: 1.15mL18mol/L 的浓硫酸中,加入足量的铜片并加热, 充分反应后被还原的 H2SO4 的 物质的量是:( ) A.0.9mol B.大于 0.45mol 小于 0.9mol C.0.45mol D.小于 0.45mol

2.将 XmolNa2SO3 和 Ymol Na2S 溶于水,用稀硫酸酸化后,若生成物分别为①SO2+S ② S+H2S ③只有 S,则 X 与 Y 的比值从(Ⅰ) 1/2 (Ⅱ) >1/2 (Ⅲ)<1/2 中选出正确顺序组 合为( ) (A)ⅠⅡⅢ (B) ⅡⅢⅠ (C)ⅢⅡⅠ (D) ⅡⅠⅢ

3.S、T、P 下 112LH2S 燃烧,用掉 O2 100.8L,然后把生成物冷却到原来状态,剩余气 体体积缩小为原混和气体体积的 21.05%,则充分燃烧的 H2S 气体体积占 H2S 总体积的 ( )

A.40%

B.32%

C.74%

D.80%

4.在 FeCl3 和 CuCl2 的混和溶液中,通入适量 H2S, 反应结束后, 生成 0.2mol 沉淀物, 过滤,在溶液中加入足量 AgNO3 溶液,生成沉淀 0.8mol, 求原混合液中 FeCl3 和 CuCl2 的物质的量。

第四章 氮族元素
一、知识点 氮族元素为元素周期表中ⅤA 族元素,包括 N、P、As、Sb、Bi 等元素,这些元素的 原子结构特征为最外电子层均具有五个电子,且随着 核电荷数的递增,原子半径的增大,得 电子能力逐渐减弱,而失电子能力逐渐增强,表现出元素的非金属性逐渐减弱,而金属性逐 渐增强.中学化学中主要研究了氮 及其化合物,其次是磷及其化合物, 有关氮和磷的知识

结构体系如下:

二、范例剖析: 例 1.一定质量的铜与足量的浓 HNO3 或稀 HNO3 完全反应,在相同条件下, 用排水法收集产生 的气体(浓稀 HNO3 的还原产物分别为 NO2 和 NO), 下列叙述正确的是:(AD) A.硝酸浓度越大,反应速度越快 B.硝酸浓度越大,消耗的硝酸越少 C.硝酸浓度越大,产生的气体越少 D.两者用排水法收集到的气体体积相等 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O ① 3Cu+ 8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2 +2NO +4H2O ② 3NO2+H2O=2HNO3 + NO ③ 例 2:有 CO2 和 NO 的混和气体 aml,通过足量的 Na2O2 后,用排水法收集气体,结果没有收集到 气体,则原混和气体中的 CO2 和 NO 的体积比为:(D) A.1:1 B.1:2 C.2:3 D.3:2

2CO2+2Na2O2 = 2Na2CO3 +O2 ① 4NO +3O2+ 2H2O = 4HNO3 ② 3CO2 ──2NO ③

例 3:已知 NH3 与 H2O 相似.NH4 与 H3O ,NH2 与 OH ,N 与 O 等相似, 试推测下列反应方程式: ?液氨的电离 _______________________________________

+

+

-

-

3-

2-

?钠与液氨反应_______________________________________ ?乙酸乙酯的氨解_______________________________________ ?Mg(NH2)2 受热分解_______________________________________

类比:2H2O

H3O++OH-

2NH3

NH4++NH2-

类比:Mg(OH)2

MgO+H2O

3Mg(NH2)2

Mg3N2+4NH3

例 4 :有一支 10ml 的试管中充满 NO2 和 O2,将其倒插在盛有足量水的水槽之中,若以 y(ml) 表 示完全反应后试管内剩余气体的体积,x(ml)表示原混和气体中 NO2 的体积,①试建立 y= f(x)的函数关系 ②在坐标系中作出 y=f(x)的曲线 解 :① (1)由 4NO2 + O2 + 2H2O=4HNO3 知,若 10mL NO2 与 O2 的混和气体恰好完全反应,则 NO2 的体 积为 8mL,O2 的体积为 2mL, 此时剩余气体为零。

即 x=8mL 时,y=0

(2)当 x>8 时,(10-x)mL 氧气全部反应,余气为 NO。与氧气反应的 NO2 为 4(10-x),只与水 反应的 NO2 为 10-5(10-x),即 5x-40,则 NO 的体积为(5x-40)/3,

即 y=(5x-40)/3 (10>x>8mL

解:②当 x<8 时,(10-x)mL 氧气过量。与 NO2 反 应的氧气为 x/4,剩余的氧气为(10-x-x/4)mL,

即 y=(10-5x/4)mL,(0<x<8mL)

解:③

重要知识点: 一、NH3 1.与 H2O 反应,(1:700)得弱碱 NH3 H2O 2.与酸反应 3.还原性 ①催化氧化 4.制法 实验室制法 二、HNO3 1.稀 HNO3 具有酸的通性 2.浓 HNO3 的特性 ①不稳定性 ②强氧化性 ③硝化反应 ④酯化反应 ⑤黄蛋白反应 3.工业制法──氨催化氧化法 三、磷及其化合物 ②与 Cl2 反应 工业制法 ③与 CuO 反应

1.P 的同素异形体 (白磷和红磷) ①与 O2 反应 ②与 CI2 反应 2.H3PO4 ①高沸点,难挥发性,可溶性,固体酸 ②分步电离(三元中强酸) ③与碱反应(可生成三种不同的盐) ④可用于实验室制 HBr 与 HI 气体

三、思考题: 1.将 10.7gNH4Cl 和 7.8gCa(OH)2 混和加热, 把制得的 NH3 全部通入 100mL2mol/L H3PO4 溶液 中,这时生成的盐为( ) A.(NH4)3PO4 B. NH4H2PO4 C.(NH4)2HPO4 D.(NH4)HPO4 和 NH4H2PO4

2.CuS 和 HNO3 反应生成物中有 Cu 和 H2SO4,若反应中 CuS 和 HNO3 的物质的量之比为 3:14, 则 HNO3 的还原产物为( ) A.NO2 B.NO C.NH4NO3 D.Cu(NO3)2

2+

3.为消除 NOx 对大气的污染,工业上通常利用如下反应 NOx+NH3 ── N2+H2O 来保护环境, 现有 NO2 和 NO 的混和气体 3L, 可用相同状况下 3.5LNH3 恰好使其完全转化为 N2 ,则混和 气体中 NO2 和 NO 体积比为( ) A.1:4 B.3:1 C.2:1 D.1:1

4、?PH3 分子结构是______________,在 PH4 里 4 个 P-H 键间的夹角是_________ ?用“大”、“小”、“强”、“弱”填写以下空白:和 NH3 相比,PH3 在水中的溶解

+

性较________, 跟 H 离子结合能力较 ________,碱性_________,还原性较________ ?用离子方程式表示 PH4Br 固体的水解反_______________________________

+

第五章 碳族元素
一、知识点 碳族元素属于元素周期表中ⅣA 族元素,包括 C、Si、Ge、Sn、Pb 等元素。其原子结构 特征是最外电子层均含有4个电子,其内层电子数均饱和,且随着核电荷数的递增,原子半径

的增大,得电子能力逐渐减弱,而失电子能力逐渐增强,即非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增 强。初中化学中已研究了碳及其化合物,高中化学中则重点研究硅及其化合物,有关硅及其化

合物的知识结构体系如下图:

二、范例剖析: 例 1: 下列说法正确的是:( B、D ) (A)SiO2 是酸性氧化物, 不与任何酸反应 (B)物质的量浓度相同的 Na2SiO3 和 Na2CO3 溶液,其 PH 值前者大于后者 (C)高温时 SiO2 和 Na2CO3 反应放出 CO2,说明硅酸的酸性比碳酸强 (D)水玻璃敝口存放, 会有沉淀析出 酸性 H2CO3 > H2SiO3 Na2SiO3 +H2O+CO2 ==Na2CO3 +H2SiO3↓

例 2: 硅能与强碱溶液作用生成硅酸盐和氢气:( B、D ) Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3 +2H2 ↑ 对于这个反应, 下列说说法正确的是: (A)Si 是氧化剂 (B)Si 是还原剂 (C)NaOH 和 H2O 是氧化剂 (D)水是氧化剂

简化成: Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑

例 3: 在密闭容器中充入 CO2 和 CO 混合气体,其密度是相同条件下氦气密度的 8 倍,这时测得容器 内的压强为 P1。若控制容器的体积不变,加入足量的 Na2O2,充分振荡并不断用电火花点燃至完全 反应,恢复到开始时的温度,再次测得容器内的压强为 P2,则 P1 和 P2 的关系是: ( A ) (A)P1=8P2 (B)P1=4P2 (C)P1=2P2 (D)P1=P2

2CO2 +2Na2O2 ==2Na2CO2 +O2 ① 2CO+O2 ==2CO2 ② 合并为 CO+Na2O2 ==Na2CO3 ③

2CO2 +2Na2O2 ==2Na2CO3 + O2 2mol 1mol 1mol 0.5mol

所以: P1 =8P2

例 4: 若发现了 114 号新元素 X, 则有关 X 元素及其化合物的叙述正确的是: ( B ) (A)X 有稳定的气态氢化物 (B)X 的最高正价氧化物的化学式为 XO2 (C)X 为非金属元素 (D)X 的低价氧化物是酸性氧化物 分析:搞清 114 号元素在周期表中的位置是解决问题的关键。一般可作这样的分析:第一、二、 三、四、五、六、七周期中所能容纳元素的种类分别是 2、8、8、18、18、32、32(假设第七周 期排满) ,显然第七周期的最后一种元素为 118 号,则易推知 114 号元素为第七周期第四主族

元素。该元素的性质应最接近 Pb。 重要知识点:

一、Si 1. 晶体硅与金刚石的晶体结构和性质比较 2. Si、Ge 半导体性能 3. Si 的化性 ①与非金属反应(如 O2、C、F2) ②与强碱溶液反应 二、SiO2 1. 与碱反应 2. 与碱性氧化物反应 3. 与 HF 反应 4. 与某些盐反应(酸酐代换)

三、Na2SiO3 1. 与酸(如盐酸与碳酸)反应 2. 水解反应 3.与盐溶液反应(①复分解反应 ②双水解反应)

四、硅酸盐工业: 玻璃、水泥、陶瓷等

三、思考题: 1. 在 100mL、3mol/L 的 NaOH 溶液中,通入 0.2molCO2 气体, 完全反应后溶液中一些离子浓度大 小的 关系为: ( )

(A)[HCO3 ]>[CO3 ]>[OH ]>[H ] (B)[CO3 ]>[HCO3 ]>[OH ]>[H ] (C)[OH ]>[CO3 ]>[HCO3 ]>[H ] (D)[HCO3 ]>[OH ]>[CO3 ]>[H ]
2+ 2+ 2+

-

2-

-

+

2. 某金属氧化物 MO2 , 高温下用碳还原得到标况下 400mLCO 和 100mLCO2 及 0.978g 金属 M, 则 M 的原子量为: ( ) (A)40 (B)73 (C)118 (D)207

3. 第ⅣA 元素中 C、Si、Ge、Sn 的+4 价化合物是稳定的, 而铅的+2 价化合物是稳定的。Ge 是 一种良好的半导体材料, 被广泛应用于电子工业中, 它可以从煤燃烧的烟道灰中提取。其过程 如下: 烟道灰(含 GeO2)──→锗的氯化物─→锗酸加热氢气流中加热──→纯净的锗的氧 ① ③ 化物──────→锗 ④ 写出①②④步反应的化学方程式: ②

①___________________________

②___________________________

④___________________________

4. 变压器的硅钢片含硅 40%, 其余为铁, 则此硅钢片中硅和铁的原子个数比为________。向 0.7g 硅钢片中先加入 20g5.0%的烧碱溶液, 充分反应后, 再向其中加入 25mL, 10mol/L 的浓盐 酸,充分搅拌至反应结束, 反应中共放出氢气多少克?

第六章 碱金属元素
一、知识点 碱金属元素为元素周期表中第ⅠA 族元素, 包括 Li、Na、K、Rb 、 Cs、Fr 等元素, 其 原子结构特征是最外电子层上都只有一个电子, 内层电子数均饱和, 特别容易失去电子, 体现 出很强的金属性, 且随核电荷数的递增, 原子半径的增大, 失电子能力逐渐增强, 其金属性也 依次增强。中学化学中重点研究了钠及其化合物,其知识结构体系如下:

二、范例剖析: 例 1: 一小块金属钠长期放置在空气中最后变成: ( C )

(A)NaOH O2 发

(B)Na2CO3 · 10H2O H 2O

(C)Na2CO3 H2O 风化

(D)NaHCO3 CO2 蒸

Na─→Na2O─→NaOH─→NaOH 溶液─→Na2CO3 溶液─→Na2CO3 · 10H2O─→Na2CO3 ① ② ⑥ ③ ④ ⑤

例 2. 1molNa2 O2 与 1molCO2 充分反应, 下列说法正确的是( D ) (A)生成碳酸钠的质量为 106g (B)生成氧气的体积为 11.2L (C)生成的氧气中, 1mol 该氧气含 有 18mol 中子 (D)电子转移的数目约为 6.02×10 个
23

18

解:

2CO2 +2Na2O2 ==2Na2CO3 +O2 2CO+O2 ==2CO2 ② CO+Na2O2 ==2Na2CO3 ③ 2H2O+2Na2O2 ==4NaOH+2O2 ④ 2H2 +O2 ==2H2O ⑤



H2+Na2O2==2NaOH ⑥

例 3. 2.1g 平均分子量为 7.2 的 CO 和 H2 组成的混和气体与足量 O2 充分燃烧后, 立即通入足量的 Na2O2 固体中, 固体的质量增加( A ) (A)2.1g (B)3.6g (C)7.2g (D)无法求出

例 4: 某碱金属 M 及其氧化物(M20)组成的混和物 13.3g, 加足量水充分反应后的溶液经蒸发结 晶, 得干燥固体 16.8g,求该混和物的成分及其质量。 解: 设碱金属的相对原子量为 a (1)假设 13.3 克全为碱金属,由碱金属元素守恒得:13.3/a=16.8/(a+17) 解得 a==64.6 (极大值)
(2)设 13.3 克全为碱金属氧化物,同样由碱金属元素守恒得:

13.3? 2/(2a+16)=16.8/(a+17) 解得 a=26.2(极小值) 该碱金属的原子量应介于 26.2 与 64.6 之间,由原子量表可知,原子量为 39 的 K 符合题意。所 以碱金属为 K,其氧化物为氧化钾。 ?设混和物中含 K 和 K2O 的质量分别为 X 和 y,得 x + y = 13.3 解之得 X==3.9g──K y==9.4g──K2O 答:该混和物中含 K3.9g, K2O9.4g 重要知识点: 一、Na 具有很强的还原性, 主要体现为: 1. 与 O2 反应 2. 与其它非金属反应, 如 X2、S、H2 等 3. 与酸反应 4. 与 H2O 反应 5. 与盐(熔)反应, 如 TiCl4 等 6. 与醇、酚、羧酸等含-OH 的有机物反应 二、Na2O 和 Na2O2 的性质比较:

性 质 与 H2O 反应 与 CO2 反应 漂白作用

Na2O NaOH Na2CO3 无

Na2O2 NaOH+O2 Na2CO3+O2 有

三、Na2CO3 和 NaHCO3

性 质 与酸反应

Na2CO3 CO2↑ 如 Ca(OH)2、Ba(OH)2

NaHCO3 CO2↑(较剧烈)

与碱反应 碱能反应等少数 与盐(CaCl2) 与 H2O 反应 溶解度 CaCO3↓ 两步水解 相对较大

大部分可溶性碱能反应

不反应 一步水解 相对较小

转化关系

四、NaOH 1. 强碱性, 具有碱的一切通性 2. 溶液与 Al 等金属反应 3. 溶液与 X2 、Si 等非金属反应 4. 与卤代烃、酯等有机物的反应

三、思考题: 1.在氯碱工业中欲除食盐溶液中的 Ca 、Mg 、SO4 等杂质, 需要加入 NaOH、Na2CO3 、BaCl2 、 HCl 溶液, 加入顺序正确的是: ( )
2+ 2+ 2-

(A)NaOH、Na2CO3 、BaCl2 、HCl (B)Na2CO3 、BaCl2 、HCl、NaOH (C)BaCl2 、HCl、NaOH、Na2CO3 (D)NaOH、BaCl2 、Na2CO3 、HCl

2.有一在空气中暴露过的 KOH 固体, 含水 2.8%, K2CO3 7.2%。取 1g 该样品, 投入 25mL2mol/LHCl 中, 中和多余的 HCl 又用去 1.07mol/L 的 KOH 溶液 30.8ml, 蒸发中和后的溶液, 所得固体的质 量是: ( ) (A)3.73g (B)4.00g (C)4.50g (D)7.45g

3. Na 和 K 的合金在室温下呈____态, 可作原子反应堆的_____ 剂。 Na 用于电光源上制得的高 压钠灯发出的________光, 射程远, 透雾能力强照度很高。由于钠是一种________, 所以可以 把___________ 等稀有金属从它们的熔融卤化物中____出来。 金属钠在 700 至 800℃时能与四氯 化钛 (TiCl4) 反应, 其化学方程式为______________________, 若金属钠着火可用________扑 灭。

4.由 Li2CO3 、 NaHCO3 、 Na2CO3 、 K2CO3 、 CaCO3 中的某两种组成的混合物 4.15g 溶于足量的盐酸, 产生的气体被足量的澄清石灰水吸收, 得白色 沉淀 5g, 另取一定质量的此混和物加热到 200 至 300℃, 发现产生的气体能使无水硫酸铜变蓝, 试分析混合物的组成及其物质的量之比。

第七章 镁 铝 铁
一、知识点 中学化学中研究的金属元素除碱金属外, 还较详细地研究了 Mg、Al、Fe 三种常见金属 及其化合物的性质。Mg、Al 是较为活泼的金属元素, 属主族元素, 而 Fe 则是中等活泼的金属元 素, 属过渡元素, 且 Fe 在不同化合物中可能有+2 和+3 两种化合价。Mg、Al、Fe 除具有金属的 通性外, Mg、Al 的化性在很多方面非常相似, 而 Fe 的性质则与 Mg、Al 有较多的不同之处。有 关 Mg、Al、Fe 单质及化合物的知识体系如下:

二、范例剖析: 例 1. 镁遇到下列物质不放出 H2 的是:( C ) ①NH4Cl 溶液 ②KOH 溶液 ③Na2CO3 溶液 ⑩NaHCO3 溶液 (C)②③⑤⑩ (D)③④⑤⑦ ④热的乙醇 ⑤苯 ⑥醋酸溶液 ⑦FeCl3

溶液 ⑧CuSO4 溶液 ⑨NaH2PO4 (A)①⑥⑦⑧ (B)③④⑤⑨⑩

例 2. 如图是在 MgCl2、AlCl3 混和溶液中,加入 a 或 b 时,沉淀物的量与 加入的 a 或 b 的量的关系图,以下结论正确的是:( B ) ①T 之前加 NaOH 溶液, T 之后加盐酸

②T 之前加盐酸, T 之后加 NaOH 溶液 ③混和液[AlCl3]:[MgCl2]=1:1 ④图中所消耗的 NaOH 和 HCl 物质的量之比是 3:1 ⑤该盐酸与 NaOH 溶液的物质的量浓度相同 (A)①③④ (B)①③⑤ (C)②③④ (D)②③⑤

解:O→A MgCl2+2NaOH==Mg(OH)2↓+2NaCl

AlCl3+3NaOH==Al(OH)3↓+3NaCl A→T Al(OH)3+NaOH==NaAlO2+2H2O T→B NaAlO2+HCl+H2O==Al(OH)3↓+NaCl B→C Al(OH)3+3HCl==AlCl3+3H2O Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O

例 3. 在天平两个托盘上各放一盛有等浓度等体积稀 H2SO4 的烧杯(每杯中均含有 m molH2SO4 ), 调节天平使其平衡, 然后 在一个烧杯中加入 ag 铁粉, 在另一个烧杯中加入 bgMg 粉, 充分反应 后, 天平仍保持平衡, 试用代数式表示下列情况下 a 与 b 的关系式(关系式中可含 m)。

?若 ?若 ?若 分析:

>m, <m, <m,

> m 时 a=b < m 时 81a=77b > m时

(1)当 a/56>m,b/24>m 时,表示铁与镁均过量,两边产生的氢气由硫酸来计算。

即 a-m×2 = b-m×2, 故 a=b

(2)当 a/56<m,b/24<m 时,表示铁与镁均不足,两边产生的氢气由铁与镁来计算。

即 a-a/56×2=b-b/24×2,整理得:27a/28=11b/12 (3)当 a/56<m,b/24>m 时,表示铁不足而镁过量,铁产生的氢气要由铁的质量来计算,镁产生的 氢气要由与其反应的硫酸的量来计算。

即 a-a/56×2=b-m×2,整理得:27a/28=b-2m

例 4. 14g 铁粉全部溶于稀 HNO3 溶液中, 恰好反应, 放出 NO 气体后得到溶液 1L, 称量所得溶液, 发现比原稀 HNO3 增重 8g。求①所得溶液中金属离子的物质的量浓度。②原稀 HNO3 溶液的物质的 量浓度(体积变化忽略不计)。 解:产生的 NO 的质量为 14-8=6 克,即 0.2mol,加入铁的质量为 14 克即 0.25mol,硝酸产生 0.2molNO 共得电子 0.2×3=0.6mol,

(1)若铁全部转化为 Fe ,则共失电子 0.25×3=0.75mol,

3+

(2)若铁全部转化为 Fe ,则共失电子 0.25×2=0.5mol, 因为 0.5mol<0.6mol<0.75mol,所以 Fe 参加反应后一部分转化为 Fe(NO3)3,一部分转化为 Fe(NO3)2。

2+

?设 Fe 在反应中生成 Fe(NO3)3 和 Fe(NO3)2 的物质的量分别为 a 和 b 由 Fe 的物质的量可得 a+b=0.25 ?① 由电子守恒可得 3a+2b=0.6?②

解①② 得: a=0.1(mol) → Fe(NO3)3 b=0.15(mol)→Fe(NO3)2 所以: [Fe ]=0.1mol/1L
3+

[Fe ]=0.15mol/L

2+

答:生成 Fe 、Fe 及原 NHO3 溶液的物质的量浓度分别为 0.1mol/L、0.15mol/L 和 0.8mol/L。 重要知识点:

3+

2+

一、Mg、Al 的化性(还原性) 化学性质 与 O2 反应 与其它非金属反应 与酸反应 与碱反应 与盐溶液 与某些氧化物 Mg MgO MgX2 MgS H2↑ 不反应 置换反应 与 CO2→MgO+C Al Al2O3 AlX3 Al2S3 H2↑(或被氧 化性浓酸钝化) AlO2 +H2↑ 置换反应 与 Fe2O3→Fe+Al2O3
-

二、Mg、Al 的化合物:

Mg 的化合物 氧化物 氢氧化物 MgO 碱性氧化物 Mg(OH)2 难溶性中强碱

Al 的化合物 两性氧化物 Al(OH)3 两性氢氧化物

三、Fe

2+

、Fe

3+

、Al

3+

的性质:
2-

1. Fe 具有氧化性,能使 Cu、Fe、Zn、S 、I 等物质氧化 2. Fe 具有还原性, 能被 KMnO4、HNO3、 O2、Cl2、Br2 等物质氧化 3. Fe 的检验方法 4. Al
3+ 3+ 2+

3+

、Fe

3+

的水解

5. Fe(OH)2→Fe(OH)3 的转化 6. Fe 的吸氧腐蚀

三、思考题: 1. 在 FeCl3 和 CuCl2 组成的 混合溶液中, 加入过量 Fe 粉, 测得溶液中溶质的总质量在 反应前后不变, 则溶液中 FeCl3 和 CuCl2 物质的量之比是( )

(A)1:7

(B)2:7

(C)3:4

(D)7:8

2. 将等体积的 AlCl3 溶液和 NaOH 溶液混合, 充分反应后, 沉淀和溶液中所含铝元素的物质的 量恰好相等, 则两溶液的物质的量浓度之比是 ( )

(A)2:3

(B)2:5

(C)2:7

(D)1:4

3.下列各物质转化关系图中 A 是一种高熔点固体, D 是一种红棕色物质,H 是一种红褐色物质。 根据上述一系列变化关系回答下列问题: ?填写下列物质的化学式: A________ D________ 试剂①________ 试剂②________

?写出下列反应的离子方程式: a、I 溶液和 J 溶液混和生成 K ___________________________ b、F 和试剂①反应___________________________________

?写出 G 露置在空气中转化为 H 的化学方程 式:_________________________ 4. 将一定质量的 Mg、Al 合金投入 100mL 一定物质的量 浓度的 HCl 中, 合金全部溶解,所得溶液中滴加 5mol/L 的 NaOH 溶液, 生成沉淀的质量(m)与加入 NaOH 溶液的体积(V)的关系如右图所示。试计算: ?原合金中 Mg、Al 各为多少克? ?盐酸的物质的量浓度是多少?

第四部分

化学计算
高中化学解题方法与技巧—关系式法

对于多步进行的连续反应, 尽管每一步反应都是各自独立的(反应条件和设备可能不同),但前一个反应的产物是后一个反 应的反应物,可根据中间产物的传递关系,找出原料和最终产物的关系式。由关系式进行计算带来很大的方便,并且可以保证 计算结果的准确性。寻找关系式时要特别注意原料中的某些元素是否都转入了产物中去,中间产物是否又有原始原料参与, 不可盲目地根据起始物和产物中的原子守恒直接得出关系式。常进行如下的相当量处理:①化合物中某元素的损失率=该化 合物的损失率;②中间产物的损失率=原料的损失率;③中间产物的转化率=原料的转化率。常见多步反应的关系式有:① 工业制硫酸:FeS2—2S—2H2SO4;②工业合成氨:3C—2N2—4NH3;③工业制硝酸:N2—2NH3—2HNO3;④焦炭制乙炔: 3C—CaC2—C2H2

另外,有些题目中常出现一些教材中未见过的化学反应方程式,以信息的形式作为解题的某些条件,此时要耐心地寻 找物质或元素之间的转化关系,以便得出正确的关系式。

练习题
1、用含 FeS280%的硫铁矿生产硫酸,已知该矿石的燃烧率为 95%,SO2 的转化率为 90%,SO3 的吸收率为 98%,若生 产 500 吨 98%的硫酸,需要多少吨原料矿石?多少升标况下的空气?(假设空气中氧的体积分数为 20%) 2、工业生产电石是用生石灰与焦炭在电炉内加热进行的(3C+CaO==CaC2+CO),假设原料利用率 100%,则 36 吨焦炭可生 △ 产多少吨乙炔? 3、 钢样中含铬约 1.3%。测定钢样中铬含量的步骤是:在酸性条件下将钢样溶解并将其中的铬氧化成 Cr2O72-离子,然 后加入 20.0mL0.100mol/L 的标准 FeSO4 溶液,令其充分反应,化学方程式为:6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O 再用 0.010mol/L 的标准 KMnO4 溶液滴定过量的 Fe2+,要求 KMnO4 溶液的用量在 5.00~10.00mL 之间,计算称取钢样的范围。(高 锰酸钾与 Fe2+反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O) 4、为测定某石灰石中 CaCO3 的质量分数,称取 Wg 石灰石样品,加入过量的浓度为 6mol/L 的盐酸,使它完全溶解, 加热煮沸,除去溶解的 CO2,再加入足量的草酸铵[(NH4)C2O4]溶液后,慢慢加入氨水降低溶液的酸度,则析出草酸钙沉 淀:C2O42-+Ca2+=CaC2O4↓,过滤出 CaC2O4 后,作稀 H2SO4 溶解: CaC2O4+H2SO4=H2C2O4+CaSO4,再用蒸馏水稀释溶液至 V0mL, 取出 V1mL,用 amol/L 的 KMnO4 酸性溶液滴定,此时发生如下反应:__MnO4-+__H2C2O4+__H+ →___Mn2++___CO2↑+__H2O 若 滴定终点时消耗 amol/L 的 KMnO4V2mL,请配平上述 KMnO4 和 H2C2O4 反应的离子方程式,并计算样品中 CaCO3 的质量分数。 5、苯酚与溴的反应可用于苯酚的定量测定,方法如下:①按物质的量之比 1:5 配制 KBrO3—KBr 溶液 1000mL,该溶 液在酸性条件下完全反应可以生成 0.05molBr2;②用该溶液(含过量的 Br2)与苯酚充分反应后,用 KI 还原未反应的溴,再用 Na2S2O3 标准溶液滴定所生成的碘, Na2S2O3 与 I2 反应的化学方程式为 2Na2S2O3+I2=2NaI+ Na2S4O6; ③根据所消耗的 Na2S2O3 标准溶液的体积,便可计算苯酚的纯度。现称量 0.2g 苯酚试样,在一定条件下溶于水并稀释为 250mL,取该溶液 10mL, 与 10mL 上述 KBrO3—KBr 溶液在酸性条件下反应后,加入过量 KI,再用 0.1mol/L Na2S2O3 溶液滴定至终点,消耗 Na2S2O3 溶液 5.2mL。试计算苯酚试样的纯度。(苯酚式量为 94)

高中化学解题方法与技巧—参照法
所谓“参照法”就是对乍看很难,似乎数据不足无从下手的求算或判断混合物的组成的题,找一个适当的“参 考对照数” ,参照题目以外的化学原理、定理,采用“平均值原理” 、 “极端假设法(即极限法)” 、 “设一法” 、

“相关迁移法”等方法进行“拓宽解题思路、缩小答案范围”的处理,在有限的小范围内依据客观事实和某些规律加
以推算、分析求解的一种方法。

练习题
1、把含有某一氯化物杂质的 MgCl2 粉末 95mg 溶于水后,与足量的 AgNO3 溶液反应,生成 AgCl 沉淀 300mg,则该氯 化镁中的杂质可能是( ) A.NaCl B.AlCl3 C.KCl D.CaCl2 2、将某碱金属 M 及其氧化物 M2O 的混合物 4g 投入足量的水中,待反应后蒸干得 5g 碱,试问这是哪一种碱金属? 3、 X 和 Y 两元素组成的化合物 A 和 B, A 的分子组成为 XY2, 其中 X 的质量分数为 44.1%,B 中 X 的质量分数为 34.5%, 则 B 的分子式为( ) A.X2Y B.XY3 C.XY D.X3Y 4、将 Mg、Zn、Al 三种金属的混合物与足量的稀硫酸反应,生成标况下的 H22.8L,则原金属混合物中三种金属的物质的 量之和可能是( ) A.0.125mol B.0.10mol C.0.15mol D.0.20mol 5、相同质量的钠、镁、铝与足量盐酸反应,产生的氢气用来还原氧化铜,假设反应完全,则所得铜的物质的量之比是 多少? 6、两种金属粉末的混合物 2g,与足量稀硫酸反应,生成 0.1gH2,则这种混合物的可能组成是( ) A.Fe、Mg B.Mg、Al C.Fe、Zn D.Al、Cu 7、由 10g 含有杂质的 CaCO3 和足量的盐酸反应,产生 CO20.1mol,则此样品中可能含有的杂质是( ) A.KHCO3 和 MgCO3 B.MgCO3 和 SiO2 C.K2CO3 和 SiO2 D.无法计算 8、饱和一元醛和饱和一元酮混合物 0.5mol,其质量为 23.4g,若此混合物发生银镜反应,最多可析出 86.4g 银,试推断 混合物的可能组成并求混合物中各成分的质量。

9、乙酸甲酯和乙酸戊酯的混合物含碳的质量分数为 61.08%,则含氢的质量分数为______。 10、由 NaHS、MgSO4、NaHSO3 组成的混合物,硫元素的质量分数为 a%,则混合物中氧元素的质量分数为( ) A.a% B.2a% C.1-1.75% D.1-0.75% 11、 1 摩 CO 与 2 摩 H2O(气)在一定条件下发生可逆反应:CO+H2O(气) CO2+H2,反应达到平衡时生成 0.6 摩 CO2。 若 在相同条件下将 H2O(气)由 2 摩改为 4 摩,反应达到平衡时生成的 CO2 的物质的量为( ) A.0.3mol B.0.6mol C.0.9mol D.1.2mol 12、 amL 气态烃混合物与足量氧气混合点燃爆炸后, 恢复到原来状态(常温常压)体积共缩小 2amL,则 3 种烃可能是( ) A.CH4 C2H4 C3H4 B.C2H6 C3H6 C4H6 C.CH4 C2H6 C3H8 D.C2H4 C2H2 CH4 13、标况下,将盛满 NO、NO2、O2 混合气体的集气瓶,倒置于水中,完全溶解,无气体剩余,设其产物不扩散,则所 得溶液的物质的量浓度(C)数值大小范围为( ) A.0<C<1/22.4 B.1/39.2<C<1/28 C.1/28<C<1/22.4 D.1/39.2<C<1/22.4

高中化学解题方法与技巧—估算法
此法主要用于选择题的解答。有些计算选择题表面上看起来似乎需要计算,但只要注意审题,稍加分析,便可以目测 心算,得到准确答案。

练习题
1、相同温度和压强下,体积比为 1:9 的 HCl 和 H2O(g)混合气体,完全冷凝后所得盐酸的质量分数是( ) A.5% B.10% C.15.6% D.18.4% 2、在一个 6L 的密闭容器中,放入 3LX(气)和 2LY(气),在一定条件下发生下列反应: 4X(气)+3Y(气)=2Q(气)+nR(气),达到平衡后,容器温度不变,混合气体的压强比原来增加 5%,X 的浓度减小 1/3,则该反应中 的 n 值是( ) A.3 B.4 C.5 D.6 3、铁的四种化合物 FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeS 中铁元素的质量分数由大到小的顺序是( ) A.FeO>Fe3O4>Fe2O3>FeS B. Fe3O4> Fe2O3> FeS> FeO C.FeO>Fe2O3>Fe3O4>FeS D. FeO> FeS> Fe2O3> Fe3O4 4、向足量饱和 CuSO4 溶液中加入 3.2g 无水 CuSO4,保持条件不变(该条件下硫酸铜的溶解度为 20g),放置一段时间后,固 体质量为( ) A.3.2g B.4.5g C.5g 5.6g 5、0.6molCu2S 与足量稀 HNO3 反应,生成物为 Cu(NO3)2、H2SO4、NO、H2O,则被还原和未被还原的 HNO3 的物质的量 分别为( ) A.0.6mol、0.3mol B.1.2mol、0.6mol C.2mol、0.6mol D.2mol、1.2mol 6、下列化合物中氯的质量分数为 47.65%的是( ) A.NaCl B.KCl C.KClO3 D.MgCl2 7、下列物质中氮的质量分数最高的是( ) A.NH4NO3 B.CO(NH2)2 C.(NH4)2SO4 D.NH4HCO3 3 8、把 CH4 和 C2H6 的混合气体 1m ,完全燃烧时放出 46562KJ 的热量,若 CH4 和 C2H6 各 1m3 分别完全燃烧时放出的热 量为 39710KJ 和 68970KJ(气体体积均在标况下测定),这种混合气体中所含碳元素和氢元素的原子个数比是( ) A.1:3 B.1:2 C.3:11 D.n:(2n+2) 9、合成氨过程中将 N2 和 H2 按 1:3 体积比混合后通过合成塔。若合成塔排出的混合气体中 NH3 占 12%,则 N2 所占的体 积分数应为(气体在同温同压条件测得)( ) A.12% B.6% C.22% D.44% 10、已知标态下二硫化碳(CS2)为液态物质,其能够在氧气中充分燃烧生成 CO2 和 SO2。现有 0.228 克 CS2 在 448 毫升 O2(标态)中完全燃烧,反应后气体混合物在标准状况时的体积为( ) A.112 毫升 B.224 毫升 C.336 毫升 D.448 毫升

化学计算中判断过量的方法
过量判断在化学计算题目中经常遇到,其判断的方法因题型不同而不同。因此判断的方法灵活多变,具有一定的难度。 现将化学计算中常见的判断过量的方法归纳如下: 1、反应物质两个量,求出比例算清帐 若已知两种反应物的量, 求某产物的量, 其判断方法是: 先求出两种反应物的物质的量(或质量或质量与物质的量)之比, 根据化学方程式中有关反应物系数比关系进行判断,然后再按题目要求进行计算。 [例 1]将 25.2gNaHCO3 加热使其完全分解,分解产生的气体通入 200g4%的 NaOH 溶液中,然后将反应后的溶液低温蒸干, 得到的固体残渣的质量为_______g。 [例 2]40g 铁粉放入 600g 稀 HNO3 中,若两者恰好完全反应,且稀硝酸被还原生成 NO,求: (1)稀 HNO3 的质量分数;(2)被还原的 HNO3 的物质的量。 2、产物反应类型明,结果多数两可能 若已知一种反应物和一种产物的量,求另一种反应物的量,且产物与要求的反应物又能发生反应,此类题答案往往有 两个可能情况。判断的方法是:分别求出已知的反应物和产物的物质的量的大小,然后进行比较即可。 [例 3]在 30mL0.5mol/L 的硫酸铝溶液中,滴加 1mol/L 的 NaOH 溶液,结果得到沉淀 1.56g,求所加 NaOH 溶液的体积。 [例 4]某密闭容器中有 O2 和 NO2 的混合气体 100mL, 倒立于水中, 气体体积最后变为 10mL, 则原混合气体中 O2 和 NO2 分别为多少毫升?

[例 5]在 500mLNa2CO3 溶液中加入足量盐酸,将所产生的气体全部通入含有 7.4gCa(OH)2 的澄清石灰水中,得 5g 沉淀,求原 Na2CO3 溶液的物质的量浓度。 3、选取极端假设值,认真分析正适宜 若已知的反应物为一混合物或已知产物的成分不能确定时,可选取假设极值的方法求出有关的量,再与相应的量进行 比较判断。 [例 6]在含有 7.16gNaHCO3 和 Na2CO3 溶液中加入 1mol/L 的硫酸溶液 70mL,完全反应后生成 1.792L(标况下)CO2,求原 溶液中含 Na2CO3 的质量。 4、巧选反应完全点,找出标准作判断 若已知一定量的混合物,经过变化后所得产物的量是已知的,但成分是未知的,此类题目可选取原混合物两种成分恰 好完全反应,求出产物的量并与之比较判断。 [例 7]将 18.4gNaHCO3 和 NaOH 的固体混合物在密闭容器中加热到约 250℃,经充分反应后排出气体,冷却,称量得固 体质量为 16.6g,求原混合物中 NaOH 的质量分数。 总之,过量计算的题目无论属于哪种类型,也不论属于几步反应,都必须按当前反应下不足量的物质进行计算或书写 表达式。

混合物反应的计算
混合物反应计算题涉及化学知识多,较为复杂。因为混合物可以是同类物质,也可以是不同类物质,物质间的关系复 杂。因此解这类型题时必须先了解混合物中各组成成分的性质,参与化学反应过程的各成分之间的数量关系,特别要注意 混合物在反应过程中某些隐反应的发生,如:FeS 和 Fe(OH)3 的混合物溶于稀 H2SO4 时,FeS 产生的 H2S 与 Fe(OH)3 产生的 Fe3+又能发生氧化还原反应,从而对计算结果产生影响。 混合物反应计算解题的方法思路是: (1)先设混合物中各成分的物质的量为 x、y、z??等 (2)写出有关的化学方程式,根据化学方程式找出有关物质之间的物质的量关系,并用 x、y、z??等表示出来 (3)根据题意,列出方程或方程组,求出 x、y、z??等 (4)最后归结到题目所要解答的问题上。 [例题 1]密闭容器中使 3.62gNaOH、 Na2S、 Na2SO3 的混合物溶于 50mL 稀 H2SO4 中, 不放出任何气体, 再加入 10mL1mol/L 的 Ba(OH)2,正好中和过量的 H2SO4,将反应所得沉淀分离,洗净、烘干、称重,其质量为 3.29g,求①原混合物中各物质的 质量;②硫酸的物质的量浓度。 [例题 2]把氯气通入氨水中会发生如下反应:3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl 有 1.12L(标准状况)质量为 3.335g 的 Cl2 和 N2 混 合气体通入浓氨水后,体积变为 0.672L(其中 Cl2、N2 的体积分数各为 50%)。求反应中被氧化的氨的质量。 (1)下面是几位同学从不同角度解答这道题时所列出的第一步算式。请你根据这些式子判断,其中未知数 x 分别表示什 么? 甲: ?22.4( x ? y ) ? 1.12 ? 71x ? 28y ? 3.335 ___________________

?

0.672 0.672 ) ? 1:[ ? (1.12 ? x)] __________ ______ 2 2 1.12 ? 0.672 ) : x __________ __________ _ 丙: (3 ? 1) : 2 ? ( 22.4
乙: 3 : ( x ? 丁:

71x ? 28(1 ? x) ?

3.335 ? 22.4 __________ __________ _ 1.12

(2)经计算,被氧化的氨的质量为________g。 [例题 3]现有一份 CuO 和 Cu2O 的混合物,用 H2 还原法测定其中 CuO 的质量 x(g)。实验中可以测得如下数据:W—混 合物的质量(g);W(H2O)—生成水的质量(g);W(C)—生成铜的质量(g);V(H2)—消耗氢气在标况下的体积(L) [已知摩尔质

量(g/mol):Cu—64、CuO—80、Cu2O—144、H2O—18] (1)为了计算 x,至少需要上述数据中的_____个,这几个数据的组合共有____种,请将这些组合一一填入下表空格中。 说明:①选用 W、W(H2O)、W(Cu)、V(H2)表示,不必列出具体计算式; ②每个空格中填一种组合,有几种组合就填几种,不一定填满,也可以增加。

(2)从上述组合中,选出一个含 W 的求 x 的计算式,x=_______________________

高中化学解题方法与技巧--------守恒法(一)
化学反应的实质是原子间重新组合,依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守 恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。 (一)质量守恒法 质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变,在配制或稀释溶液的过程中,溶质的质量不变。 例 1 1500C 时,碳酸铵完全分解产生气态混合物,其密度是相同条件下氢气密度的 (A)96 倍 A 12 B (B)48 倍 48 C 24 (C)12 倍
0

(D)32 倍

例 2 将(NH4)2CO3 固体加热到 150 C 时分解,若分解率为 50%,则所产生的混合气体的平均分子量为 D 32 例 3 将 100℃的硫酸铜饱和溶液 200 克蒸发掉 50 克水后再冷却到 0℃时, 问能析出胆矾多少克?若在 100℃ 硫酸饱和溶液 200 克里加入 16 克无水硫酸铜,应有尽有多少克胆矾析出(硫酸铜溶液度 100℃时为 75.4 克。0℃时为 14.3 克) 例 4 1 摩尔氧气在放电后有 30%转化为臭氧,则放电后所得的混和气体对 H2 相对密度为 A 16 B 17.8 C 18.4 D 35.6 例 5 在一定条件下,气体 A 可分解为气体 B 和气体 C ,其分解方程式为 2A====B+3C 。若已知所得 B 和 C 混合气体对 H2 的相对密度为 42.5。求气体 A 的相对分子量 答案:1 C 2 C 3 130.48 克 4.34 克 4 B 5 17 二 元素守恒法 元素守恒即反应前后各元素种类不变,各元素原子个数不变,其物质的量、质量也不变。 例 1 有一在空气中放置了一段时间的 KOH 固体,经分析测知其含水 2.8%、含 K2CO337.3% 取 1 克该样品投入 25 毫升 2 摩/升的盐酸中后,多余的盐酸用 1.0 摩/升 KOH 溶液 30.8 毫升恰好完全中和,蒸发中和后的溶 液可得到固体 A)1 克 (B)3.725 克 (C)0.797 克 (D)2.836 克 例 2 有一在空气中暴露过的 KOH 固体,经分析测知其含水 7.62%、含 K2CO32.38%、含 KOH90%,若将此样品 1 克加入到 a mol/L 的盐酸 bmL 中,再有适量 C mol/LKOH 溶液中和过量的盐酸使溶液呈中性,蒸发中和后的 溶液可得固体的质量为 例 3 把 NaHCO3 与 Na2CO3·10H2O 的混合物 6.56 克溶于水配制成 100ml 溶液,已知此溶液中 Na 的物质浓度为 0.5 mol/L;若将等质量的该混合物加热到质量不再变化为止,则其质量减少了多少克 例 4 有一块铝铁合金,溶于足量的盐酸中,再用过量的 NaOH 溶液处理,将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥、 灼烧,完全变成红色粉末,经称量红色粉末和合金的质量相等,求合金中铝的质量分数。 例 5 用 1L 1mol/LNaOH 溶液有吸收 0.8mol 的 CO2,所得溶液中 CO32—和 HCO3—的物质的量之比 例 6 将镁带在空气中燃烧的全部产物溶解在 50mL 物质的量浓度为 1.8mol/L 的盐酸中,多余的盐酸用 20mL0.9mol/LNaOH 溶液正好中和,然后在此溶液中加入过量的 NaOH 把 NH3 全部蒸发出来,经测定 NH3 的质 量为 0.102 克,求镁带的质量为多少 例 7 准确称取 6 克铝土矿样品(含 Al2O3、Fe2O3、SiO2)加入 100mL 硫酸溶液,充分反应 后,向滤液中加入 10mol/LNaOH 溶液,产生沉淀的质量与加入 NaOH 溶液的体积关系如图 所示,求所用硫酸溶液的物质的量浓度(提示:生成沉淀量最大时,溶液为 Na2SO4 溶液)
+

答案 1 B

2 74.5ab/1000 克

3 3.91 克

4

30%

5

1∶3

6

0.729 克

7 1.75mol/L

(三)电荷守恒法 电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液等,电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷 总数相等。 例 1 在 Na2SO4 和 K2SO4 的混和溶液中,如果[Na+]=0.2 摩/升,[SO42-]=x 摩/升 ,[K+]=y 摩/升,则 x 和 y 的关系是 (A)x=0.5y (B)x=0.1+0.5y
3+

(C)y=2(x-0.1)
2—

(D)y=2x-0.1

例 2 VL 硫铁溶液中含 Fe 离子 m 克,则溶液中 SO4 的物质的量浓度为

例 3 若 20 克密度为 d 克/厘米 3 的硝酸钙里含 1 克 Ca2+,则 NO3—离子的浓度为 mol/L

例 4 在硝酸根物质的量浓度为 4mol/L 的 Cu(NO3)2 和 AgNO3 混和溶液 10mL 中,加入一定量的锌。充分振荡 后过滤,沉淀干燥后,称量为 24.8 克。将此沉淀置于稀盐酸后,无气体产生;滤液中先滴加 BaCl2 溶液无 沉淀生成,后加入过量稀 NaOH 溶液到沉淀完全,过滤、加热、干燥、得 CuO 为 4 克。求参加反应的锌的质 量。 例 5 在 NaCl、 MgCl2 和 MgSO4 三种盐组成的混合溶液中, 若 Na+为 0. 1 mol、 Mg2+为 0. 25 mol、 Cl—为 0. 2 mol, 则 SO42— 例 6 含 0.8mol/L 某金属阳离子 Zn+的溶液 10mL,正好把 30mL0.4mol/L 的碳酸盐溶液中的 CO32—全部沉淀出 来,则 n 值为 答案 1 BC 2 D 3 C 4 9.75 克 5 0.2 mol 6 3 (四)电子得失守恒法 电子得失守恒是指在发生氧化—还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论 是自发进行的氧化—还原反应还是原电池或电解池中均如此。 例1 式。 例 2 用 0.1mol/L 的 Na2SO3 溶液 30ml,恰好将 0.002mol 的 XO4—离子还原,则元素 X 在还原产物中的化合 价是 例 3 将 5.6 克铁粉溶于过量的稀硫酸中,在加热条件下加入 1.01 克 KNO3 晶休氧化溶液中的 Fe2+,待反应 完全后,剩余的 Fe2+尚需 0.2mol/L 的 KMnO4mol/L 溶液 70mL 才能完全氧化(已知 KMnO4 的还原产物为 Mn2+) 求 KNO3 的还原产物 例 4 将 3. 48 克四氧化三铁完全溶解在 100mL1mol/L 硫酸中,然后加 K2Cr2O7 溶液 25mL,恰好使溶液中的 Fe 全部转化为 Fe3+,Cr2O72—全部转化为 Cr3+,则 K2Cr2O7 溶液的物质的量浓度为 例 5 将 X molMg 溶于含 Y molHNO3 的稀硝酸溶液中,生成 N2O。求此时 X 与 Y 的比值 例 6 将 1.36 克铁粉和氧化铁粉末的混合物,投入 50ml 的稀 H2SO4 中,恰好完全反应并放出标况下 1.12L 氢气,反应后的溶液中不含 Fe 和 Fe3+。求混合物中的 Fe 和氧化铁的质量 答案: 1 KNO3+3FeCl2+4HCl=3FeCl3+KCl+NO+2H2O 6 Fe:5.6 克 Fe2O3: 8 克 2 +4 3 NO 4 0.1mol/L 5 2:5
2+

将纯铁丝 5.21 克溶于过量稀盐酸中,在加热条件下,用 2.53 克 KNO3 去氧化溶液中亚铁离子,待反应

后剩余的 Fe2+离子尚需 12 毫升 0.3 摩/升 KMnO4 溶液才能完全氧化,写出硝酸钾和氯化亚铁完全反应的方程

高中化学解题方法与技巧—守恒法(二)
所谓“守恒”就是以化学反应过程中存在的某些守恒关系如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒等作为依据,寻找化 学式中正负化合价总数绝对值相等;复分解反应中阴阳离子所带正负电荷总量相等;氧化还原反应中氧化剂与还原剂得失 电子总数相等;几个连续或平行反应前后某种微粒的物质的量相等作为解题的基本思路。运用守恒法解题既可避免书写繁 琐的化学方程式,提高解题的速度,又可避免在纷纭复杂的解题背景中寻找关系式,提高解题的准确度。 中学化学计算中常见的守恒问题有如下几种情况: 1)、根据反应前后某一微粒的物质的量保持不变进行巧解运算; 2)、根据化学式中正负化合价总数相等,确立化学式; 3)、根据化学式中阴、阳离子所带电荷总数相等,求离子所带的电荷或某离子的物质的量或物质的量浓度; 4)、根据氧化还原反应中氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等而进行的有关计算; 5)、根据电解过程中阴阳两极得失电子总数相等和电解定律,求两极产物的量或未知金属的相对原子质量等。

练习题
1、某硅酸盐的组成可表示为:K2Al6Si6H4Ox,则 x 的值为( ) A.2 B.12 C.24 D.无法判断 2、向碘化钾溶液中加入硝酸银溶液,直到完全反应为止,结果反应后溶液的质量恰好等于原碘化钾溶液的质量,求该 硝酸银溶液的质量分数。 3、 密度为 1.45g/cm3 的硫酸溶液中,逐滴加入 BaCl2 溶液,直到沉淀完全为止,已知沉淀的质量与原硫酸溶液相等,则原硫酸 溶液的浓度为( ) A.29.6% B.42.1% C.14.8mol/L D.6.22mol/L 4、有一在空气中暴露过的 KOH 固体,经分析知其内含水 7.62%,K2CO32.38%,KOH90%,若将此样品 1g 加到 1mol/L 的 盐酸 46.00mL 里,过量的盐酸再用 1.07mol/L 的 KOH 溶液中和,蒸发中和后的溶液可得固体多少克? 5、将 10.416g 纯铁丝溶于过量的盐酸,在加热下用 5.050gKNO3 去氧化溶液中的 Fe2+,待反应完全后,剩余的 Fe2+还需要 24mL0.3mol/L 的 KMnO4 溶液才能完全氧化,其反应的化学方程式为: KMnO4+5FeCl2+8HCl=KCl+MnCl2+5FeCl3+4H2O 试通过计算确定 KNO3 的还原产物,并写出 KNO3 与 FeCl2 反应的化学方程式。 6、镁条在空气中燃烧生成 MgO 和 Mg3N2。将燃烧产物溶于 60mL 浓度为 2mol/L 的盐酸中,以 20mL0.5mol/L 的 NaOH 溶液中和多余的盐酸,然后在溶液中加入过量的 NaOH 溶液,并加热使 NH3 全部蒸发,再用稀盐酸吸收 NH3,使此盐酸增 重 0.17g,求镁条的质量为多少克? 7、在 MgCl2、KCl、K2SO4 三种盐的混合溶液中,若 K+、Cl-各为 1.5mol,Mg2+为 0.5mol,则 SO42-的物质的量为( ) A.0.1mol B.0.5mol C.0.15mol D.0.25mol - - 2- - + 8、 某地酸雨经检验除含 H 外([OH ]可忽略不计),还含有 Na+、 Cl 、 NH4+、 SO4 , 其浓度依次为[Na+]为 7.0×10 6mol/L,[ Cl - - - 2- - ]为 3.5×10 5mol/L ,[ NH4+]为 2.3×10 5mol/L ,[ SO4 ]为 2.5×10 6mol/L,则该酸雨的 pH 值为( ) A.3 B.4 C.5 D.6 9、 (NH4)2SO4 在强热条件下分解, 生成 NH3、 SO2、 N2 和 H2O, 反应中生成的氧化产物和还原产物的物质的量之比是( ) A.1:3 B.2:3 C.1:1 D.4:3 10、A、B、C 三个电解槽,A 槽是 CuCl2 作电解液,纯铜片作阴极,B、C 两槽以 AgNO3 溶液作电解液,纯银丝作阴 极,先将 A、B 槽并联,再与 C 槽串联进行电解,其 B 槽中银丝质量增加 0.108g,C 槽银丝增加 0.216g,则 A 槽 Cu 片质 量增加( ) A.0.216g B.0.108g C.0.064g D.0.032g 11、为了确定亚硫酸钠部分氧化后的纯度,称取样品 4g 置于质量为 30g 的烧杯中,加入 6mol/L 盐酸 18mL(密度为 1.1g/cm3),反应完毕,再加入 2mL 盐酸,无气体产生,此时烧杯及内溶物质的质量为 54.4g,则该亚硫酸钠的纯度为( ) A.78.75% B.21.25% C.30% D.无法计算 12、10.2g 镁、铝混合粉末溶于 4mol/L 的盐酸 500mL 里,若加入 2mol/LNaOH,使得到的沉淀达到最大量,则需加入 此 NaOH 溶液_________mL。 13、某化肥厂用 NH3 制备 NH4NO3。已知:由 NH3 制 NO 的产率是 96%,NO 制 HNO3 的产率是 92%,HNO3 与 NH3 反应生成 NH4NO3,则制 HNO3 所用去的 NH3 的质量占总消耗 NH3 的质量的_______%。

14、今有 100mLCu(NO3)2 与 AgNO3 的混合溶液,其中 NO3-的浓度为 4mol/L,加入一定量的锌粉后,产生沉淀,经过 滤、干燥后称量,沉淀物的质量为 24.8g,将此沉淀物置于稀盐酸中,无气体逸出。向前述过滤后得到的滤液中先滴入 BaCl2 溶液,无明显现象,后加入过量的 NaOH 溶液,有沉淀物析出。滤出此沉淀物,并将其灼烧至恒重,最后得 4g 灼烧物。求 所加锌粉的质量。 - - - - - 15、在一定条件下,RO3n 和 I 发生反应的离子方程式为:RO3n +6I +6H+= R +3I2+3H2O。 - (1) RO3n 中 R 元素的化合价是______;(2)R 元素的原子最外层电子数是_____。 16、把 NaHCO3 和 Na2CO3·10H2O 的混合物 6.56g 溶于水,制成 100mL 溶液,其中 Na+的物质的量浓度为 0.5mol/L, 如果将 6.56g 这种混合物加热到恒重时会失重多少克? 17、 准确称取 6g 铝土矿样品(含 Al2O3、 Fe2O3、 SiO2)加入 100mL 硫酸溶液, 充分反应后向滤液中加入 10mol/L 的 NaOH 溶液,产生沉淀的质量与加入 NaOH 溶液的体积关系 如图所示, 则所用硫酸溶液 的物质的量浓度为( ) A.3.50mol/L B.1.75mol/L C.0.85mol/L D.无法计算 18、在 50mL4mol/L 的氢氧化钠溶液中,通入一 定量的硫化氢气体, 反应完 毕,在常温和减压条件下,用氮气把溶液吹干,得到 白色固体 7.92g。通过计算 确定该固体的成分。


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